地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用

瀘州市地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)可行性分析

  1 自然地理概況瀘州市位于四川省東南沱江和長(zhǎng)江匯合處,處川滇黔渝四省市結(jié)合部,轄四縣(合江縣、瀘縣、古藺縣、敘永縣)三區(qū)(江陽(yáng)區(qū)、龍馬潭區(qū)、納溪區(qū)),境內(nèi)有鐵路 、高速公路,長(zhǎng)江黃金水道、蘭田機(jī)場(chǎng)等,與全國(guó)立體交通網(wǎng)絡(luò)連接,交通方便,區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯。瀘州市屬亞熱帶氣候,四季分明,雨量充沛,年平均氣溫 17℃左右,年平均降雨量 1 100mm。境內(nèi)過(guò)境河流為長(zhǎng)江,沿途接納了沱江、永寧河、赤水河,其余支流縱橫分布,為地下水補(bǔ)給創(chuàng)造了良好條件。
 
  2 地質(zhì)環(huán)境簡(jiǎn)述2.1 構(gòu)造瀘州市處揚(yáng)子地臺(tái)—川黔婁山關(guān)褶皺筠連—赤水東西向構(gòu)造帶北緣及四川臺(tái)坳川東陷褶束瀘州穹褶束帶上。前者以古藺復(fù)式背斜為主格架,次級(jí)背向斜構(gòu)造發(fā)育。后者為華瑩山掃帚狀背斜向南西撒開(kāi)的延伸部份。納溪—合江一帶處于東西向構(gòu)造與北東南西向構(gòu)造的復(fù)合部位(圖 1)。
 
  收稿日期:2013-9-22作者簡(jiǎn)介:丁志勇(1974-),男,四川榮縣人,工程師,從事水、工、環(huán)地質(zhì)工作圖 1 瀘州市地區(qū)構(gòu)造綱要略圖瀘州市地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)可行性分析5702.2 地層區(qū)內(nèi)出露地層有新生界、中生界、古生界地層,現(xiàn)由新至老分述如下:
 
  新生界。第四系,主要分布在江河、溝谷兩岸及緩坡、槽谷或地勢(shì)低洼處,多為洪沖積層,殘坡積層組成。
 
  中生界。由白堊系、侏羅系、三疊系地層組成。白堊系地層主要分布在敘永—古藺一線與納溪—合江縣一線之間的向斜軸部及附近兩翼,巖性為磚紅色中細(xì)粒砂巖及砂質(zhì)泥巖,出露厚度不全。侏羅系地層由上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組、遂寧組,中統(tǒng)上、下沙溪廟組、新田溝組,下統(tǒng)自流井組、珍珠沖組組成,總厚 1 959~3 250m,巖性為紫色、暗紫色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾中細(xì)粒砂巖。三疊系地層由上統(tǒng)須家河組、中統(tǒng)雷口坡組、下統(tǒng)嘉陵江組、飛仙關(guān)組組成,總厚 996~2 094m,主要分布在古藺復(fù)式背斜兩翼及古佛山背斜、螺觀山背斜。須家河組、飛仙關(guān)組巖性以砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖為主,雷口坡組、嘉陵江組巖性以灰?guī)r、白云巖夾膏鹽角礫巖為主。
 
  古生界。由二疊系、志留系、奧陶系、寒武系地層組成,主要分布在敘永—古藺一線以南的古藺復(fù)式背斜軸部及兩翼。二疊系地層由上統(tǒng)長(zhǎng)興組灰?guī)r、龍?zhí)督M含煤巖系、下統(tǒng)茅口組灰?guī)r、棲霞組灰?guī)r、梁山組泥巖、粉砂巖等組成,總厚329~865m。志留系地層由中統(tǒng)韓家店組黃褐色、黃綠色砂、泥巖,下統(tǒng)石牛欄組灰色泥灰?guī)r、龍馬潭組黑色泥巖組成;奧陶系地層由上統(tǒng)五峰組、臨湘組、中統(tǒng)寶塔組、十字鋪組、下統(tǒng)湄潭組、紅花園組、桐梓組組成,巖性為灰色、黃綠色砂泥巖夾灰~深灰色灰?guī)r,龜裂紋灰?guī)r,生物群屑灰?guī)r等,寒武系出露地層以上中統(tǒng)婁山關(guān)群灰?guī)r、白云巖為主,出露厚度不全。
 
  2.3 水文地質(zhì)特征瀘州地區(qū)水文地質(zhì)條件受地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地形地貌等條件制約,特別是地下水類型、巖層的富水性,地下水補(bǔ)逕排條件,水化學(xué)特征等都受到上述條件的制約。區(qū)內(nèi)地下水主要有以下幾種類型。
 
  1)碳酸鹽巖類巖溶裂隙水,主要賦存在三疊系中統(tǒng)雷口坡組、下統(tǒng)嘉陵江組,二疊系上統(tǒng)長(zhǎng)興組、下統(tǒng)茅口組、棲霞組、寒武系婁山關(guān)群碳酸鹽巖地層中,沿碳酸鹽巖走向分布的溶蝕槽谷,溶蝕洼地、落水洞等巖溶地貌,有利于接受大氣降水和地表水的補(bǔ)給,富水性較強(qiáng),以泉或暗河的形式排泄于地表,水量豐富。
 
  2)碎屑巖類孔隙裂隙水,主要賦存在白堊系夾關(guān)組、三疊系上統(tǒng)須家河組及侏羅系夾層砂巖的孔隙裂隙中,一般具承壓性,尤以?shī)A關(guān)組、須家河組含水較豐,富水性中等。
 
  3)基巖裂隙水,主要賦存在侏羅系、三疊系飛仙關(guān)組、二疊系龍?zhí)督M、志留系韓家店組、龍馬溪組、奧陶系等砂泥巖構(gòu)造裂隙或風(fēng)化帶裂隙中,一般富水性較弱,屬相對(duì)隔水層。
 
  4)松散巖類孔隙水,主要賦存在第四系松散堆積層或殘坡積層孔隙中,由于厚度不大,富水性較弱。
 
  3 地?zé)岬刭|(zhì)背景與成礦條件據(jù)現(xiàn)有資源表明,區(qū)內(nèi)地?zé)崴?/a>顯示大多為探礦(天然氣)揭露,只有瀘縣玉蟾山和古藺縣水落鎮(zhèn)才圖 2 瀘州市地?zé)岬刭|(zhì)圖2014 年 12 月第 34 卷第 4 期 四川地質(zhì)學(xué)報(bào) Vol.34 No.4 Dec.,2014571是專門(mén)鉆探地?zé)崴?/a>為目的。熱儲(chǔ)層均為碳酸鹽巖類、產(chǎn)出層位主要有三疊系雷口坡組、嘉陵江組及二疊系茅口組、棲霞組,它們均具有相互獨(dú)立的熱儲(chǔ)構(gòu)造及補(bǔ)逕排系統(tǒng)。敘永—古藺一線以南以雷口坡組、嘉陵江組為主要產(chǎn)水層位,以北以茅口組上部為主要產(chǎn)水層位。
 
  3.1 熱儲(chǔ)構(gòu)造由熱儲(chǔ)層、熱儲(chǔ)層蓋層,熱儲(chǔ)層下伏隔水層組成。熱儲(chǔ)層巖溶裂隙系統(tǒng)要發(fā)育,具有良好的導(dǎo)水、導(dǎo)熱通道和儲(chǔ)水空間,具有良好的補(bǔ)逕排條件。熱儲(chǔ)層蓋層要能有效阻隔地下水向下滲入熱儲(chǔ)層,避免熱量散失,具有隔水保溫的作用。
 
  3.2 地?zé)?/a>水補(bǔ)逕排條件3.2.1 敘永—古藺一線以南分布于敘永—古藺一線以南的三疊系雷口坡組、嘉陵江組熱儲(chǔ)層和二疊系茅口組、棲霞組熱儲(chǔ)層,廣泛裸露于古藺復(fù)式背斜兩翼,出露標(biāo)高多在海拔 1000m 左右,巖溶槽谷、溶蝕洼地、落水洞等巖溶地貌發(fā)育,有利于大氣降水和地表水補(bǔ)給巖溶地下水,淺層巖溶地下水沿碳酸鹽巖傾向和走向發(fā)育的巖溶裂隙補(bǔ)給逕流,以泉或暗河的形式排泄于地表。而另一部份淺層巖溶地下水在區(qū)域動(dòng)水壓力作用下,沿傾向和走向發(fā)育的巖溶裂隙向下滲透,補(bǔ)給和逕流,并與熱儲(chǔ)層發(fā)生溶濾、水解、水化學(xué)反應(yīng),隨著深度的增加,地溫的增高而產(chǎn)生深循環(huán),形成含 有多種微量元素和多種有益組份的地?zé)崴?/a>,具有橫向(傾向)補(bǔ)給、縱向(走向)逕流的特點(diǎn),向當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面赤水河或永寧河排泄,該區(qū)目前尚未發(fā)現(xiàn)天然溫泉,但用深鉆井鉆至熱儲(chǔ)層時(shí),具有承壓性的地?zé)崴?/a>便沿鉆井上升噴出地表而形成鉆井溫泉,如古藺復(fù)式背斜北翼在井深 1300m 左右,在雷口坡和嘉陵江組熱儲(chǔ)層則成功鉆獲水溫約 45℃,水量約1500m3/d 的地?zé)?/a>水就是佐證,水質(zhì)為 HSO4—Ca 或 HCO4—Ca·Mg 型,屬溫?zé)崴?a href="http://xldcn.com/t/低溫地?zé)豳Y源.html" >低溫地?zé)豳Y源。根據(jù)現(xiàn)有資料,雷口坡組、嘉陵江組熱儲(chǔ)層是敘永—古藺一線以南地?zé)?/a>水的主要產(chǎn)出層位(圖 3)。
  圖 3 古藺背斜北翼地?zé)崴a(bǔ)逕排橫剖面示意圖瀘州市地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)可行性分析5723.2.2 敘永—古藺一線以北三疊系雷口坡組、嘉陵江組及二疊系茅口組、棲霞組熱儲(chǔ)層均深埋地腹(僅在古佛山背斜局部地段因斷層抬升小范圍出露嘉陵江組),該區(qū)無(wú)天然溫泉出露。從區(qū)域構(gòu)造位置看,處于華瑩山掃帚狀背斜向南西撒開(kāi)延伸的瀘州穹隆構(gòu)造和與筠連—赤水東西向構(gòu)造帶的復(fù)合部位,熱儲(chǔ)層裸露區(qū)遠(yuǎn)在華瑩山背斜、珙長(zhǎng)背斜、古藺復(fù)式背斜一帶,大氣降水和地表水補(bǔ)給區(qū)較遠(yuǎn),以縱向逕流為主,補(bǔ)逕排條件復(fù)雜,由于熱儲(chǔ)層埋藏較深,深循環(huán)處于停滯或封閉—半封閉狀態(tài)。從石油部門(mén)在該區(qū)施工天然氣井顯示,二疊系茅口組、棲霞組熱儲(chǔ)層是該區(qū)地?zé)崴闹饕a(chǎn)出層位,一般具氣、水同層特征,氣大水小或氣小水大,其特點(diǎn)是水溫高(50℃以上)、水量小(數(shù)十~數(shù)百噸/天),礦化度高(30~55g/L),埋深大(一般2000m 左右),受地質(zhì)構(gòu)造和隱伏斷層制約明顯,具層狀熱儲(chǔ)兼帶狀熱儲(chǔ)特征,構(gòu)造較復(fù)雜,產(chǎn)水層位主要為茅口組頂部古巖溶發(fā)育段,水質(zhì)為 Cl—Na 型,屬溫?zé)崴?a href="http://xldcn.com/t/低溫地?zé)豳Y源.html" >低溫地?zé)豳Y源。
 
  4 勘查開(kāi)發(fā)可行性分析4.1 敘永—古藺一線以南廣泛分布于古藺復(fù)式背斜軸部或兩翼的三疊系雷口坡組、嘉陵江組熱儲(chǔ)層和二疊系茅口組、棲霞組熱儲(chǔ)層,呈層狀單斜產(chǎn)出,層位穩(wěn)定,厚度大,構(gòu)造簡(jiǎn)單,巖溶地貌發(fā)育,補(bǔ)逕排條件良好,屬地溫梯度增溫型的溫?zé)崴?a href="http://xldcn.com/t/低溫.html" >低溫地?zé)豳Y源,能滿足理療、洗浴、溫室養(yǎng)殖等要求。從現(xiàn)有資料分析,二疊系茅口組、棲霞組熱儲(chǔ)層目前尚未發(fā)現(xiàn)地?zé)崴@示,今后有待進(jìn)一步工作證實(shí)。而三疊系雷口坡組、嘉陵江組熱儲(chǔ)層地?zé)崴@示表明,在一定深度(2 000m 以內(nèi))鉆獲地?zé)崴目赡苄暂^大。
 
  4.1.1 水溫:
 
  根據(jù)四川盆地地溫與深度對(duì)應(yīng)關(guān)系有關(guān)資料:四川盆地南部:深度 1 000m、地溫 35~47℃;深度 2000m,地溫 47~64℃。從敘永縣回龍山鉆井深 570m,水溫 27℃和古藺縣水落鉆井深 1 250m 左右,水溫45℃的情況看,瀘州敘永—古藺一線以南地區(qū)雷口坡組、嘉陵江組熱儲(chǔ)層地溫梯度約 2.5℃/100m,與四川盆地地溫與深度對(duì)應(yīng)關(guān)系基本相近。
 
  水溫(℃)=(H1-H2)×S+bH1:埋深(井深):1 250m;H2:常溫帶深度:50m;b:年平均氣溫:17 ℃;S:地溫梯度:2.50℃/100m;水溫=(1 250 m -50 m)×2.5℃/100m +17℃=47℃4.1.2 水量根據(jù)古藺縣水落鉆井出水量約 1 500m3/d 分析,在敘永—古藺一線以南的古藺復(fù)式背斜北翼,由于雷口坡組、嘉陵江組熱儲(chǔ)層廣泛裸露,巖溶地貌發(fā)育,補(bǔ)給條件較好,埋深適中,因此,預(yù)測(cè)鉆獲水量 1 000m3/d是可能的。
 
  4.1.3 概略評(píng)價(jià)若成功鉆獲水溫45℃,水量1 000m3/d的地?zé)崴?,通過(guò)一個(gè)水文年的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)后以允許開(kāi)采量800m3/d,按《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB/T11615—2010)中地?zé)峁┡?/a>、理療、洗浴等耗水量參考標(biāo)準(zhǔn) 0.3~0.5m3/人次計(jì)算,一天可滿足 1 600~2 600 人的洗浴消費(fèi)需求。按規(guī)范附錄 F,m=W÷4.1868÷7 公式計(jì)算,地?zé)崴_(kāi)采一年所獲熱量與之相當(dāng)?shù)墓?jié)煤量約 900 噸/年標(biāo)準(zhǔn)煤,另還可節(jié)省 CO2、SO2、氮氧化物的排放量及治理費(fèi)用,節(jié)能減排效果明顯,有一定開(kāi)發(fā)利用前景。
 
  4.2 敘永—古藺一線以北三疊系雷口坡組、嘉陵江組熱儲(chǔ)層和二疊系茅口組、棲霞組熱儲(chǔ)層,均深埋地腹,距離補(bǔ)給區(qū)遠(yuǎn),逕流途徑長(zhǎng),補(bǔ)逕排條件較差,具層狀兼帶狀熱儲(chǔ)特征,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。據(jù)玉蟾山鉆井資料,嘉陵江組熱儲(chǔ)層水量 1 000m3/d 左右,水溫低(29℃),而且油水氣混合同層,分離困難,不具開(kāi)發(fā)價(jià)值。
 
  二疊系茅口組、棲霞組熱儲(chǔ)層,據(jù)石油部門(mén)天然氣鉆井顯示,鉆井多集中在背斜構(gòu)造部位,氣水同產(chǎn)井較多,溶隙、溶縫發(fā)育不均一,地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜。因此,產(chǎn)出層位高低不一,橫向上難以對(duì)比,氣水產(chǎn)量也懸殊較大,鉆井若鉆遇溶隙、溶縫發(fā)育地帶,則氣水產(chǎn)量相對(duì)較豐,反之則相反,因此,勘查風(fēng)險(xiǎn)較大。
 
  從該區(qū)納 47、壇 18、荔 2、井 4、井 10 等多口天然氣井中的水質(zhì)分析成果表明,地?zé)崴|(zhì)達(dá)命名2014 年 12 月第 34 卷第 4 期 四川地質(zhì)學(xué)報(bào) Vol.34 No.4 Dec.,2014573理療熱礦水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)七項(xiàng)之多,水質(zhì)好、溫度較高,各井水量大小不一,礦化度較高,今后開(kāi)發(fā)利用,廢水的排放對(duì)環(huán)境有較大影響,污水處理費(fèi)用較高,勘查、開(kāi)發(fā)利用投入大,成本高。
 
  5 工作設(shè)想5.1 敘永—古藺一線以南在廣泛收集以煤、硫勘查成果和 1∶20 萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)資料及地?zé)崴@井資料的基礎(chǔ)上,開(kāi)展 1∶5萬(wàn)地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查。著重研究熱儲(chǔ)構(gòu)造(重點(diǎn)是雷口坡組、嘉陵江組熱儲(chǔ))的巖性、厚度、分布范圍、熱儲(chǔ)溶隙、縫隙、巖溶裂隙發(fā)育情況,補(bǔ)、逕、排條件等,結(jié)合物探手段,圈定熱異常和勘查靶區(qū),掌握熱儲(chǔ)埋深及富水性,降低勘查風(fēng)險(xiǎn),達(dá)到探采結(jié)合的目的。工作重點(diǎn)可放在古藺復(fù)式背斜北翼敘永——古藺一帶,該區(qū)熱儲(chǔ)層裸露,補(bǔ)、逕、排條件較好,地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,而且有成功鉆獲地?zé)崴慕?jīng)驗(yàn)可借鑒,開(kāi)發(fā)利用的外部環(huán)境較優(yōu),勘查風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小,比如先期可選取敘永縣兩河—火把橋和古藺縣德躍—石亮河一帶開(kāi)展工作,該區(qū)今后開(kāi)發(fā)利用產(chǎn)生的廢水排放技術(shù)處理難度不大,勘查和開(kāi)發(fā)利用投入成本相對(duì)較低。
 
  5.2 敘永—古藺縣一線以北該區(qū)石油部門(mén)在勘探天然氣工作中,積累了豐富的地腹資料,研究程度相當(dāng)高,基本查明了熱儲(chǔ)層埋深及深部隱伏構(gòu)造,為分析研究地?zé)崴馁x存規(guī)律提供了基礎(chǔ)資料。但是該區(qū)地?zé)崴裆钶^大,構(gòu)造復(fù)雜,而且氣水同層或油氣混合,若單獨(dú)針對(duì)地?zé)崴叵炔季辈?,則有可能出現(xiàn)氣大水小或油氣混合的結(jié)果,勘查風(fēng)險(xiǎn)較大,加之地?zé)崴V化度較高,今后開(kāi)發(fā)利用對(duì)輸水管道,供水管網(wǎng)以及廢水處理和排放都存在一定問(wèn)題,勘查和開(kāi)發(fā)成本較高。因此,建議以收集石油部門(mén)天然氣鉆井、地震物探資料為主,對(duì)有開(kāi)發(fā)前景的區(qū)塊,輔以物探進(jìn)行可行性論證;對(duì)現(xiàn)在水量大、溫度高,無(wú)天然氣開(kāi)發(fā)價(jià)值的鉆井進(jìn)行評(píng)估,提交是否有開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的評(píng)估報(bào)告,為當(dāng)?shù)卣猩桃Y提供決策依據(jù)。
 
  在上述工作的基礎(chǔ)上,編制瀘州地區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)勘查開(kāi)發(fā)規(guī)劃圖,提交瀘州地區(qū)地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)可行性研究報(bào)告,為規(guī)劃合理勘查開(kāi)發(fā)利用瀘州地區(qū)地?zé)?a href="http://xldcn.com/t/資源.html" >資源提供基礎(chǔ)資料。